DE2401736A1 - Kraftstoffeinspritzvorrichtung fuer verbrennungskraftmaschinen - Google Patents

Description

Ein Typ einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung für Verbrennungskraftmaschinen wird als vollständige Einspritzvorrichtung bezeichnet und umfaßt, als eine einheitliche Konstruktion, eine Kraftstoffpumpe und eine Kraftstoffeinspritzdüse. Die Einspritzvorrichtung ist so montiert, daß die Düse in einen Maschinenzylinder vorspringt und beim Betrieb einer solchen Einspritzvorrichtung fördert die Pumpe, die aus einem nockenbetätigten Kolben besteht, eine Kraftstoffmenge aus der Düse unter hohem Druck, wodurch der Kraftstoff zerstäubt wird, zu dem richtigen Zeitpunkt in dem Maschinentakt "in einen Zylinder der Maschine.

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Um einen größeren Wirkungsgrad beim Verbrennen des kr j ft -stoffes in den Zylindern einer Viertaktmaschine oder einer Zweitaktmaschine zu erzielen und um die Menge an .von solchen Maschinen ausgestoßenen Verunreinigungen zu vermindern, ist es wichtig, daß der Kraftstoff in einer optimalen (zeitlichen) Menge eingespritzt wird und daß die Einspritzung von' Kraftstoff in die Zylinder so abrupt wie möglich beendet wird. Der Grund dafür geht aus der folgenden Beschreibung einer Viertaktmaschine hervor; die allgemeinen Grundsätze gelten jedoch ebenso für Zweitaktmaschinen. Bei einer Viertakt-Verbrennungskraftmaschine wird während des Ansaugtaktes des Kolbens Frischluft in einen Maschinenzylinder gesogen; zu dieser Zeit bewegt sich der Kolben von dem oberen Totpunkt (OT) weg. Während des Kompressionstaktes ist der Lufteinlaß geschlossen und die Bewegung des Kolbens zum OT komprimiert und erhitzt auf diese Weise die Luft in dem Zylinder. Die Kraftstoffeinspritzung kann beispielsweise etwa 35° vor OT beginnen, und der Kraftstoff zündet etwa 20° vor OT. Es folgt dann eine Periode kontrollierter Verbrennung, während welcher der Kraftstoff verbrannt wird, so wie er eingespritzt wird. Es findet eine Vermischung von Kraftstoff und der Luft statt, da der Kraftstoff unter hohem Druck eingespritzt wird, der vorzugsweise so eingeregelt ist, daß er den zerstäubten Kraftstoff bis nahe an die, jedoch nicht in Berührung mit den, äußeren Bereicherndes Zylinders schleudert. Die zeitliche Durchflußmenge des Kraftstoffes ist vorzugsweise auf einen Wert eingestellt, bei dem gute Verbrennung erzielt wird.

Während des letzteren Teils der Einspritzperiode beginnt der auf den Kraftstoff während der Einspritzung wirkende Druck abzufallen und fällt bei herkömmlichen Einspritzvorrichtungen allmählich, bis die Einspritzung aufhört. Wenn der Einspritzdruck unter einen bestimmten Wert abfällt, wird die Verbrennung uneffizient,da der Kraftstoff nicht genügend

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weit in den Zylinder geschleudert wird, um sorgfältig mit der Luft vermischt zu werden. Ferner ist "bei vielen Einspritzvorrichtungen eine "Sekundär- oder Nacheinspritzung" möglich, unter der man ein Nachfließen von Kraftstoff aus der Einspritzvorrichtung, nachdem die Einspritzung bereits "beendet sein sollte, versteht. Eine solche Nacheinspritzung ist auf Kraftstoff zurückzuführen, der unter hohem Druck nahe dem Boden des Einspritzventils eingeschlossen ist, wobei der hohe Druck das Ventil zurückdrückt und öffnet, nachdem es durch den Nocken geschlossen wurde. Demzufolge verbleibt zu Beginn des Ausstoßtaktes ein Anteil an unverbranntem und teilweise verbranntem Kraftstoff in dem Zylinder, der sowohl für die oben erwähnte Nacheinspritzung als auch für uneffjziente Verbrennung die Ursache ist und dieser Kraftstoff erklärt zu einem großen Teil den sichtbaren Rauch und toxische unverbrannte Kohlenwasserstoffe, die von der Maschine ausgestoßen werden. Offensichtlich könnte daher der Anteil an schädlichen Emissionen verringert werden, wenn die Kraftstoffeinspritzung abrupt an dem Punkt beendet würde, an dem die Verbrennung uneffizient wird.

Aus der US-PS 3 351 288 ist eine vollständige Einspritzvorrichtung bekannt, bei welcher das untere Ende eines Kolbens zur Beendigung der Einspritzung aufsitzt, und bei welcher während des Betriebes der auf den durch die Einspritzvorrichtung ausgeschleuderten Kraftstoff wirkende Druck allmählich gegen das Ende einer Einspritzperiode hin abfällt. Man könnte wahrscheinlich eine abruptere Beendigung der Einspritzung mit so einer Einspritzvorrichtung erreichen, indem man einen Nocken konstruiert, der die Einspritzvorrichtung mit einem steileren Anstieg antreibt und dadurch. das untere Ende des Kolbens heftig gegen die Düse drückt. Eine derartige Konstruktion würde jedoch sehr schnell einen Ausfall der Teile bewirken, da die Beanspruchung der Flächen an Nocken und Nockenstößel während der Einspritzung über-

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mäßig würde, und da der auf die Düse ausgeübte Impuls des gesamten Kolbens und Antriebsgestänges die Düse schließlich zerstören würde. Auch hat der hydraulische Druck in der Einspritzvorrichtung nach dem Aufsitzen des Kolbens das Bestreben, den Kolben von seinem Sitz abzuheben, und es besteht daher eine Neigung für das Auftreten von Nacheinspritzung.

Der Stand der Technik kennt auch eine vollständige Einspritzvorrichtung, bei welcher eine Einspritzernadel von einem Kolben getragen wird und zur Beendigung der Einspritzung von einer Feder in einen Sitz bewegt wird. Die Einspritzernadel sitzt auf einem dünnwandigen Teil des Einspritzerhauptteils auf, und die Anwendung einer Feder zur Bewegung der Nadel in ihrem Sitz schützt so die Einspritzvorrichtung vor der Beanspruchung durch starken mechanischen Schlag, wie z.B. Impuls. Der Kolben sitzt in einem für große Belastungen ausgelegten Teil des Einspritzerhauptteils, um die Beanspruchung durch den mechanischen Aufschlag aufzufangen, ein solcher Sitz begrenzt jedoch den Betrag des erlaubten Kolbenauslaufes. Ein begrenzter Kolbenaus(nacTa)lauf ist vorteilhaft, wie aus den folgenden Ausführungen deutlich werden wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einspritzvorrichtung zu schaffen, bei welcher die Einspritzung von Kraftstoff abrupt beendet werden kann, ohne Zerstörung der Einspritzvorrichtung oder anderer Maschinenteile, und bei welcher eine Nacheinspritzung nicht auftreten kann. Zu diesem Zweck schafft -die Erfindung eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung für Verbrennungskraftmaschinen mit einem Einspritzerhauptteil, in dem eine Kolbenbohrung und eine Kammer zur Aufnahme von Kraftstoff ausgebildet sind und der ferner an einem Ende Zerstäubungsöffnungen und einen die Kammer mit den Zerstäubungsöffnungen verbindenden Durchlaß,

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einen hin- und herbeweglich in der Bohrung montierten Kolben, der so ausgebildet ist, daß er Druck auf den Kraftstoff in der Kammer ausübt, wenn er gegen das eine Ende hin bewegt wird, ein beweglich in dem Durchlaß montiertes Ventil, das in einen Sitz bewegt werden kann, in welcher Stellung es die Zerstäubungsöffnungen verschließt, und das sich normalerweise in einer zurückgezogenen Stellung befindet, in welcher die Zerstäubungsöffnungen geöffnet sind und das sich in Ansprechen auf die Bewegung des Kolbens gegen das eine Ende hin in den Sitz bewegt, sowie Druckentlüftungseinrichtungen zum Abbau des Druckes in der Kammer zu der Zeit, wenn sich das Ventil in seinen Sitz bewegt.

Das Ventil ist von dem Kolben getrennt und wird in seinem Sitz durch die Bewegung des Kolbens bewegt, bis es sich nahe an seinem Sitz befindet; dann entwickelt sich ein Druckabfall in der Uähe des Sitzes, der bewirkt, daß sich das Ventil unverzüglich in seinem Sitz bewegt. Bei einer . bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zieht der Druckabfall das Ventil von dem Kolben weg und in seinen Sitz. Auf diese Weise wird eine abrupte Beendigung der Einspritzung erreicht, ohne daß eine große mechanische Kraft auf das Ventil oder auf andere Teile der Einspritzvorrichtung ausgeübt wird. Ferner hat die hydraulische Kraft eine Richtung, daß sie das Ventil in seinem Sitz zu halten versucht, wodurch eine Nacheinspritzung vermieden wird.

Zusätzlich zu den oben genannten Vorteilen hat eine erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung den Vorteil, daß bis zum Punkt der Beendigung der Einspritzung die Einspritzrate sehr hoch ist, wodurch eine gute Verbrennung erzielt wird. Der auf den Kraftstoff in der Einspritzkammer ausgeübte Druck am Ende jeder Einspritzung wird allmählich abgebaut, wodurch das Ventil in seinem Sitz gehalten wird und die Teile der Einspritzvorrichtung vor der Beanspruchung durch starken

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mechanischen Aufschlag geschützt sind. Ferner "befindet sich zu Beginn des Einspritzhubes·ein relativ großes Kraftstoffvolumen in der Kammer und demzufolge erfolgt ein relativ langsamer Druckaufbau, was eine gute Einspritzrate ergibt.'

Die Erfindung wird zum besseren Verständnis in der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Figuren der Zeichnungen näher beschrieben. Die Zeichnungen zeigen in:

Pig. 1 eine teilweise geschnittene Teilansicht einer Maschine mit einer erfindungsgemäßen Einspritzvorrichtung ;

Fig. 2 eine vergrößerte Längsschnittansicht einer Ausführungsform der Einspritzvorrichtung;

Fig. 3 bis 5 Teilansichten eines Abschnittes der in Fig. 2 dargestellten Einspritzvorrichtung mit verschiedenen Betriebsstellungen der Teile der Einspritzvorrichtung;

Fig. 6 eine Teilschnittansicht eines anderen Abschnittes der in Fig. 2 dargestellten Einspritzvorrichtung;

Fig. 7 eine Schnittansicht längs der Linie 7-7 der Fig. 2;

Fig. 8 und 9 die Betriebsweise der Einspritzvorrichtung wiedergebende Diagramme;

Fig. 10 bis 12 Ansichten anderer Ausführungsformen der Einspritzvorrichtung;

Fig. 13 die Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Einspritzvorrichtung;

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Pig. H und 15 Ansichten noch anderer Ausführungeformen der Einspritzvorrichtung; und

Fig. 16 "bis 19 Ansichten einer anderen Ausführungsformen der Einspritzvorrichtung.

Die teilweise in Pig. 1 dargestellte Maschine weist einen Zylinderkopf 51 und einen Zylinderblock 52 auf. Eine Zylinderlaufbüchse 53 ist in dem Block in herkömmlicher Weise montiert und bildet einen Zylinder 55· Ein Kolben 56 ist hin- und herbeweglich in dem Zylinder 55 montiert, und das obere Ende eines Pleuels 57 ist mit Hilfe eines Kolbenbolzens 58 gelenkig mit dem Kolben 56 verbunden. Kolbenringe 59 sind an dem Kolben 56 montiert und bilden eine Dichtung zwischen dem Kolben 56 und der Zylinderlaufbüchse 53. Der obere Teil 61 des Kolbens 56 weist an seiner Stirnfläche eine ringförmige Ausnehmung 62 auf.

Der Zylinderkopf 51 der Maschine weist Kühlschlitze bzw. -rippen 63 auf und Einlaß- und Auslaßventilanordnungen (nicht dargestellt) verbinden das obere Ende des Zylinders ' 55 mit Einlaß- und Auslaßverteilern bzw. -stutzen (nicht dargestellt) der Maschine. Eine erfindungsgemäße Kraftstoff einspritzvorrichtung 64- ist in dem Zylinderkopf 51 derart montiert, daß ihr unteres Ende 66 sich durch eine Öffnung 67 in dem Zylinderkopf 51 erstreckt und sich in das Innere des Zylinders 55 in dessen"Mitte öffnet. Die Einspritzvorrichtung 64 ist in einer Bohrung 68 in dem Zylinderkopf 51 montiert und wird durch eine gabelförmige Klammer 69 an ihrem Platz gehalten. Die Klammer 69 weist zwei Schenkel 71 auf, die gegen die obere Pläche eines Plansches 72 der Einspritzvorrichtung 64 drücken und eine Schraube hält die Schenkel 71 fest gegen den Plansch 72 der Einspritzvorrichtung angedrückt. Die Schraube 73 erstreckt sich

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durch, ein Loch. 74 in der Klammer 69 und ist in den Zylinderkopf 51 geschraubt.

Die .Einspritzvorrichtung 64 wird über ein Hebelgetriebe 75 betätigt, welches einen Einspritzernocken 76 aufweist, der auf einer von der Maschine angetriebenen Nockenwelle 77 befestigt ist und sich, mit dieser dreht. Ein Hockenstößelmechanismus 78 umfaßt einen Wälzkörper 79, der sich auf der äußeren bzw. Umfangsflache des rotierenden Nockens 76 abwälzt. Der Nockenstößelmechanismus 78 weist ferner ein Kopfstück 81 für den Wälzkörper 79 auf, welches in einer öffnung 82 des Zylinderblockes 52 hin- und herbeweglich geführt ist.

Mit dem Nockenstößelmechanismus 78 ist ein Stößel 87 verbunden, der sich aufwärts zu einem Kipphebel 88 erstreckt, der durch eine Kipphebelachse 89 schwenkbar an dem Zylinderkopf 51 montiert ist. Eine schwenkbare Anordnung mit einer Einstellschraube 91 verbindet das obere Ende des Stößels 87 mit einem Ende des Kipphebels 88. Das andere Ende des Kipphebels 88 steht gelenkig mit dem oberen abgerundeten Ende eines Verbindungsschaftes 93 in Berührung, der sich nach unten erstreckt, um die Einspritzvorrichtung 64 zu betätigen.

Wie später noch detaillierter erläutert werden wird weist die Einspritzvorrichtung 64 einen Kraftstoffeinlaßkanal oder Kraftstoffzufuhrkanal und Kraftstoffauslaßkanäle oder Kraftstoff rückl ei tungskanäle auf. Kraftstoff wird der Einspritzvorrichtung 64 zu- .und von dieser abgeführt durch Kraftstoffkanäle oder Kraftstoffrinnen in dem Zylinderkopf 51. Der Kraftstoffzufuhrkanal ist schematisch in Pig. 1 dargestellt und trägt das Bezugszeichen 96 und erhält bei der vorliegenden Darstellung Kraftstoff aus einer Kraftstoffquelle 97 mit veränderbarem Druck. Der Kraftstoffrückleitungskanal ist ebenfalls schematisch, dargestellt und trägt das Bezugs-

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zeichen 98 und fördert Kraftstoff aus der Einspritzvorrichtung 64 zu einem Sumpf, welcher der Kraftstoffhaupttank sein kann. Die Anordnung der Kraftstoffzufuhr- und Kraftstoffrückleitungskanäle und die Konstruktion der Kraftstoffquelle 97 bilden keinen Teil der Erfindung.

In den Figuren 2 bis 7 weist die Einspritzvorrichtung 64 einen Hauptteil mit einem Übergangsstück 101, einem Futter 102, welches auf das untere Ende des Übergangsstückes

101 auftrifft sowie eine Kalotte oder Düse 105.auf, die an das untere Ende des Futters 102 anschließt. Die Düse 105 bildet das untere Ende 66 der Einspritzvorrichtung gemäß der Bezugnahme in Fig. 1. Die erwähnten Teile 101,

102 und 105 werden von einer Hülse 103 zusammengehalten, die um das Futter 102 gepaßt ist und an ihrem oberen Ende ein Innengewinde 104 aufweist, in welches das untere Ende des Übergangsstückes 101 geschraubt ist. Das untere Ende der Hülse 103 weist einen Absatz 106 auf, der einen Vorsprung 107 an dem äußeren Umfang der Düse 105 umgreift und. nach oben preßt. Wenn daher die Hülse 103 fest auf das Übergangsstück 101 geschraubt ist, drückt der Absatz 106 nach oben gegen die Düse 105 und hält dadurch die Teile fest zusammen. Sich vertikal erstreckende Zentrierzapfen (nicht dargestellt) können vorgesehen sein, um das Übergangsstück 101 gegenüber dem Futter 102 bezüglich des Winkels auszurichten. -

An dem oberen Ende des Übergangsstückes 101 ist ein Fortsatz 111 des Übergangsstückes befestigt, der einen Flansch aufweist,'welcher von der Klammer 69 ergriffen wird. Das Innere des Fortsatzes 111 weist ein Innengewinde auf und es ist eine Anschlagschraube 112 in den Fortsatz 111 geschraubt. Vorzugsweise ist auf der Anschlagschraube 112 eine Feststellmutter 110 vorgesehen, um die Anschlagschraube 112 in. einer bestimmten Einstellung zu halten. Die Öffnung

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67 in dem Zylinderkopf 51 weist einen Sitz 116 auf, der an dem unteren Ende der Einspritzvorrichtung 64 anliegt und eine Dichtung "bildet. Die U-förmige, gabelförmige Klammer drückt gegen den Flansch 72 nach unten und hält die Einspritzvorrichtung fest gegen den Sitz 116 gepreßt, wodurch die Einspritzvorrichtung 64 in dem Zylinderkopf 51 fest an ihrem Platz gehalten wird.

Der Kraftstoffzufuhrkanal 96 steht mit einer Ringnut 120 am Außenumfang des Übergangsstückes 101 in Verbindung und der Kraftstoffrückleitungskanal 98 steht mit einer zweiten Ringnut 121 an dem Übergangsstück 101 in Verbindung. U-Ringdichtungen 122 sind in Nuten an dem Übergangsstück 101 oberhalb, unterhalb und zwischen den Ringnuten 120 und 121 angeordnet, um die Ringnuten abzudichten.

Eine Hubbohrung 126 für den Kolben ist mittig in dem Übergangsstück 101 und in dem Futter 102 ausgebildet und ein Kolben 127 ist hin- und herbeweglich in der Hubbohrung 126 für den Kolben montiert. Ein Flansch 128, der an dem oberen Ende des Kolbens 127 ausgebildet ist, erstreckt sich über die Oberseite einer Anschlagscheibe 129. Eine Rückholfeder 131 ist zwischen der Anschlagscheibe 129 und einem am inneren Umfang des Übergangsstückes 101 ausgebildeten Absatz 132 angeordnet; die Druckfeder 131 drückt die Anschlagscheibe 129 nach oben gegen die Anschlagschraube 112. Der äußere Umfang der Anschlagscheibe 129 erstreckt sich in einen vertikalen Raum zwischen dem oberen Ende des Übergangsstückes und der Anschlagschraube 112. Während der Montage der Einspritzvorrichtung in der Maschine zieht ein Mechaniker die Einstellschraube 91 an, um dem nockenbetätigten Hebelgetriebe 75 die richtige Spannung zu geben, und wenn die Einstellschraube 91 zu stark angezogen ist, dann liegt die Anschlagscheibe 129 an dem Übergangsstück 101 an und verhindert eine Beschädigung der Düse der Einspritzvorrichtung. Die Anschlag-

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scheibe 129 und das Übergangsstück 101 berühren sich jedoch normalerweise nicht.

Der Kolben 127 besteht aus zwei Teilen, einem oberen hohlen Verbindungsstück und einem unteren Teil, das mit dem Verbindungsstück fest verbunden ist. Der Verbindungsschaft 93 erstreckt sich durch das Verbindungsstück und steht mit dem oberen Ende des unteren Teils gelenkig in Eingriff. Während der Drehbewegung des Nockens 76 bewegt sich der Verbindungsschaft 93 nach unten und überwindet die Kraft der Rückholfeder 131» um den Kolben 127 nach unten zu bewegen. Hierdurch wird Brennstoff aus der Einspritzvorrichtung in den Zylinder 55 der Maschine ausgestoßen, wie im folgenden erläutert werden wird. Die Rückholfeder 131 holt den Kolben 127 nach dem Weiterdrehen des Einspritzernockens 76 in seine obere Stellung zurück.

Unterhalb des unteren Endes des Kolbens 127 und innerhalb der Düse 105 ist ein langgestrecktes Düsenventil141 montiert (Eig. 2 bis 5 und 7). Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Düsenventil 141 etwa zylindrisch und die Düse 105 weist eine zylindrische Hubbohrung 142 für das Düsenventil auf, in welcher das Düsenventil 141 hin- und herbeweglich montiert ist. Das untere Ende der Hubbohrung 142 für das Düsenventil ist nach innen abgeschrägt und bildet einen konischen Ventilsitz 143, und das untere Ende des Düsenventils 141 weist einen komplementär geformten Ventilabschnitt 144 auf, der, wenn er auf dem Ventilsitz 143 aufsitzt, das untere Ende der Hubbohrung des Ventils abdichtet. Das untere Ende der Düse 105 weist Zerstäubungsöffnungen 146 und ein Sackloch 147 auf, durch welche der Kraftstoff beim Eingespritztwerden in das Innere des Zylinders strömt.

Die Hubbohrung 142 für das Ventil weist einen oberen Ab-

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schnitt 136 mit vergrößertem Durchmesser auf (Pig. 5)» eier eine noch zu beschreibende Feder 156 aufnimmt. Das untere Ende der Hubbohrung 142 für das Ventil springt bei 137 radial nach innen zu dem konischen Ventilsitz 143 vor. Das Düsenventil 141 hat im mittleren Abschnitt der Hubbohrung 142 einen engen G-leitsitz und springt bei 138 radial nach' innen zu einem Abschnitt 145 kleineren Durchmessers zurück, der gleichen Durchmesser aufweist, wie das obere Ende des Ventilabschnittes 144· Wie in den Pig. 2 und 3 dargestellt ist befinden sich der Vorsprung 137 bzw. Rücksprung 138 um einen geringen Abstand axial voneinander entfernt, wenn das Düsenventil I4I sich nach unten bewegt, um mit dem Ventilabschnitt 144 auf dem Ventilsitz 143 zum Aufsitzen zu kommen.

Das obere Ende des Düsenventils I4I weist eine Crewindebohrung 148 (vgl. Fig. 2) auf, und eine Schraube 149, vorzugsweise eine Inbus-Schraube (Lock Tite type) ist in die Gewindebohrung 148 geschraubt. Ein Aufschlagring 151 ist rund um den Kopf 153 der Schraube 149 angeordnet und weist einen nach innen weisenden Plansch 152 auf, der unter den Kopf 153 der Schraube 149 paßt. Der Ring 151 erstreckt sich um die Außenseite des Kopfes 153 herum nach oben und berührt normalerweise die untere Stirnfläche des Kolbens 127, wie dies in den Pig. 3 bis 5 dargestellt ist. Das untere Ende des Kolbens 127 kann eine Ausnehmung 155 aufweisen, um Spiel für den Kopf 153 zu schaffen. Der Ring 151 wird durch die äußere Druckfeder 156 nach oben gegen, den Kolben 127 gedrückt und das obere Ende der äußeren Druckfeder 156 liegt an der Unterseite des Ringes 151 an, während ihr unteres Ende auf einer Unterlegscheibe 157 aufliegt, die von einem Absatz in der Düse 105 gehalten wird. Das Düsenventil 141 wird ferner relativ zu dem Ring 151 durch eine innere Druckfeder 158, die sich zwischen der Unterseite des Ringes 151 und der oberen Stirnfläche des Düsenventils 141

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erstreckt, nach unten gedruckt. Die beiden Druckfedern und 158 sind natürlich konzentrisch zueinander um die Schraube 149 und innerhalb der Hubbohrung 142 für das Düsenventil angeordnet.

Wie bereits erwähnt wurde, fließt Kraftstoff durch den in dem Zylinderkopf 51 vorgesehenen Kraftstoffzufuhrkanal 96 zu der Einspritzvorrichtung 64, wobei der Kraftstoff von der Kraftstoffquelle 97 kommt, die mit veränderlichem Druck beaufschlagt werden kann. Das Übergangsstück 101 weist einen in der Ringnut 120 beginnenden Flüssigkeitskanal 165 auf. Sin Filtersieb 166 bedeckt die Öffnung des Flüssigkeitskanals 165, und eine Ausgleichsöffnung 167 befindet sich in einer Verschlußschraube, die in der Öffnung des Flüssigkeitskanals 165 angeordnet ist. Der Flüssigkeitskanal 165 steht mit einem Kanal 168 in Verbindung (Fig. 2 und 6), der in dem Futter 102 ausgebildet ist und in dem ein Rückschlagventil 169 angeordnet ist. Die genannten Kanäle und das Rückschlagventil gleichen etwa denen, wie sie aus der bereits erwähnten US-PS3 351 288 bekannt sind. Das untere Ende des Flüssigkeitskanals 168 steht mit einer Ringnut 171 (Fig. 2 und 6) in Verbindung, die an der oberen Stirnfläche der Düse 105 ausgebildet ist. Im Winkel gegenüber dem Flüssigkeitskanal 168 versetzt ist in dem Futter 102 ein Durchflußkanal 172 (Fig. 2 bis 5) vorgesehen, der sich von der Ringnut 171 nach oben erstreckt. Eine Zufuhroder Dosieröffnung 173 verbindet den Durchflußkanal 172 mit der Hubbohrung 126 für den Kolben und eine Entleerungsöffnung oder -mündung 174 befindet sich oberhalb oder stromaufwärts der Dosieröffnung 173 und verbindet ebenfalls den Durchflußkanal 172 mit der Hubbohrung 126 für den Kolben.

Der Kraftstoffrückleitungskanal 98 führt von der Ringnut der Einspritzvorrichtung 64 weg, wie dies oben erklärt wurde, und zwei Rückleitungs- oder Entleerungskanäle 176 und 177

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(Pig. 2) sind in dem Übergangsstück 101 und dem Futter 102 ausgebildet. Die zwei Entleerungskanäle 176 und 177 sind zueinander im Winkel versetzt, und die oberen Enden beider Entleerungskanäle 176 und 177 öffnen sich in die Ringnut 121, während die unteren Enden beider Entleerungskanäle sich in die Hubbohrung 126 des Kolbens öffnen. Das untere · Ende des Entleerungskanals 176 wird im folgenden als Überlaufkanal bezeichnet und trägt das Bezugszeichen 178. Das untere Ende des Entleerungskanals 177 wird im folgenden als Abflußkanal bezeichnet und trägt das Bezugszeichen 179. Die Entleerungsmündung 174 und der Abflußkanal 179 sind im wesentlichen quer zueinander ausgerichtet, und der Kolben 127 weist eine Ringnut oder ringförmige Auskehlung 181 auf, die so angeordnet ist, daß sie die Entleerungsmündung 174 und den Abflußkanal 179 miteinander verbindet, wenn sich der Kolben 127 in seiner ausgefahrenen oder unteren Stellung befindet, wie in den Figuren 2 und 3 dargestellt. Die Dosieröffnung 173 ist unterhalb der Entleerungsmündung 174 bzw. des Abflußkanals 179 derart angeordnet, daß sie von dem unteren Ende des Kolbens 127 nur dann nicht abgedeckt wird, wenn sich der Kolben in seiner zurückgezogenen oder oberen Stellung, wie in Fig. 4 dargestellt, befindet. Der Überlaufkanal 178 befindet sich unterhalb des Abflußkanals 179 und ist derart relativ zu einer zweiten ringförmigen Auskehlung 182 des Kolbens 127 angeordnet, daß die Auskehlung 182 den Abflußkanal 178 in begrenztem Ausmaß nur dann öffnet, wenn der Kolben 127 sich In seiner äußersten ausgefahrenen Stellung, wie in Fig. 3 dargestellt, befindet. Yfie am besten in den Figuren 2 und 4 dargestellt ist, erstreckt sich eine Verbindungsöffnung 183 axial durch die Schraube 149 und von dem oberen Ende des Düsenventils 141 nach unten zu dem Ventilabschnitt 144. Eine radiale Verbindungsöffnung 184 (Fig. 2 und 7) ist in dem Düsenventil 141 unterhalb des Rücksprunges 138 und oberhalb des Ventilabschnittes 144 vorgesehen und führt von der Außenfläche des Düsenventils

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141 zu der zentralen axialen Verbindungsöffnung 183. Das obere Ende der axialen VerMndungsöffnung 183 mündet an der Oberseite der Schraube 149 in die Aushöhlung oder Ausnehmung 155 in dem unteren Ende des Kolbens 127. Eine axiale Verbindungsbohrung 186 (Pig. 3) ist in dem unteren Ende des Kolbens 127 vorgesehen und erstreckt sich von der Ausnehmung 155 zu dem Niveau der Auskehlung 182 und eine radiale Verbindungsbohrung 185 verbindet die axiale Verbindungsbohrung 186 mit der Auskehlung 182. Wie in Fig. 3 dargestellt ist, bringen daher die Verbindungsöffnungen und Verbindungsbohrungen 183 bis 186 den rund um das untere Ende des Düsenventils 141 befindlichen Abschnitt der Hubbohrung 142 des Düsenventils in Verbindung mit dem Überlaufkanal 178, wenn sich der Kolben 127 in seiner am v/eitesten nach unten ausgefahrenen Stellung befindet. Eine Anzahl der Kanäle in dem Putter 102 werden von Bohrlöchern von der Außenseite des Futters her gebildet und bei einer Anzahl von Beispielen sind die äußeren Enden der Bohrlöcher durch Verschlußschrauben 190 verschlossen (Fig. 3).

Die Einspritzvorrichtung weist ferner Durchflußverbindungen auf, die den oberen und den unteren Abschnitt der Hubbohrung 142 des Düsenventils miteinander verbinden. Bei der in den Figuren 1 bis 7 dargestellten Ausführungsform der Einspritzvorrichtung sind diese Durchflußverbindungen an dem Düsenventil 141 ausgebildet. Wie insbesondere in den Fig. und 7 zu sehen ist, sind in der äußeren Oberfläche des Düsenventils 141 eine Vielzahl von sich in Längsrichtung erstreckenden Schlitzen oder längsnuten 189 eingeformt, die sich von dem oberen Ende des Düsenventils 141 nach unten zu dem Rücksprung 138 erstrecken. Die gesamte Querschnittsfläche der Längsnuten 189 muß größer sein als die gesamte Fläche der Zerstäubungsöffnungen 146, um zu verhindern, daß beim Einspritzen des Kraftstoffes eine hydraulische Sperre

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eintritt.

Nun zur Betriebsweise der in den Figuren 1 bis 7 dargestellten Einspritzvorrichtung. Wenn sich die Nockenwelle (Pig. 1) in einer Winkelstellung befindet, derart, daß der Wälzkörper 79 des Nockenstößelmechanismus auf einem Abschnitt 191 geringeren Radius des Nockens 76 abrollt, dann befindet sich der Kolben 127 in seiner höchsten oder am weitesten zurückgezogenen Stellung, die in Pig. 4 dargestellt ist. Wie bereits erwähnt bewegt die Rückholfeder 131 den Kolben 127 in diese Stellung, und die äußere Druckfeder 156 bewegt das Düsenventil 141 nach oben und hält den Aufschlagring 151 gegen den Kolben 127 gedruckt. Pig. 8 zeigt eine Kurve 192, die den Kolbenweg 127 darstellt al?3 Punktion des Winkels der durch den Kolben 56 angetriebenen Kurbelwelle. Der Kolben 127 befindet sich in seiner am weitesten zurückgezogenen Stellung (Pig. 4) während des Abschnittes 193 der Kurve 192, wobei diese zurückgezogene Stellung etwa vom Ende des Luftansaughubes bis etwa 50° vor dem Ende des Verdichtungshubes des Kolbens 56 reicht. Während der Zeit, während welcher sich der Kolben 127 in seiner zurückgezogenen Stellung befindet, fließt Kraftstoff von der Kraftstoffquelle 97 durch die Kanäle 165, 168 und 172 durch die Dosieröffnung 173 in eine Einspritzoder Zumeßkammer 194 (Pig. 4). Die Zumeßkammer 194 wird von dem Raum unterhalb des Kolbens 127 in der Hubbohrung 142 für das Düsenventil in der Düse 105 gebildet und, wenn der Kolben 127 zurückgezogen ist, durch den Raum in dem unteren Ende der Hubbohrung 126 für den Kolben. Das Düsenventil 141, die Druckfedern 156 und 158, die Schraube und der Aufschlagring 151 (Schraubenkopf 153) sind in der Zumeßkammer 194 angeordnet. Während der Kolben 127 zurückgezogen wird, schließt der erhabene Abschnitt des Kolbens 127 zwischen den Auskehlungen 181 und 182 die Entleerungs-

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mündung 174 und verhindert so einen Kraftstoffluß zwischen der Entleerungsmündung 174 und dem Abflußkanal 179. Der Abschnitt des Kolbens 127 unterhalb der unteren Auskehlung 182 schließt den Überlaufkanal 178. Die in die Zumeßkammer 194 fließende Kraftstoffmenge hängt ab von dem auf den Kraftstoff von der Kraftstoffquelle 97 her wirkenden Druck, der Größe des Strömungsquerschnittes, der Dosieröffnung 173 und der Zeitdauer, während welcher der Kolben 127 zurückgezogen und die Dosieröffnung geöffnet ist. Da die in den Zylinder 55 bei jedem Zyklus eingespritzte Kraftstoffmenge von der in die Zumeßkammer 194 dosiert abgegebenen Kraftstoffmenge abhängt, kann die bei jedem Maschinenzyklus in den Zylinder 55 eingespritzte Kraftstoffmenge durch Änderung des Kraftstoffdruckes verändert werden.

Durch das Weiferdrehen der Nockenwelle 77 im Gegenzeiger- . sinn wie in Pig. 1 dargestellt, wird eine Steigung 196 des Einspritzernockens 76 in Eingriff mit dem Wälzkörper 79 gebracht und drückt diesen nach oben und den Kolben 127 nach unten auf den Kraftstoff in der Zumeßkammer zu. Die Zumeßkammer 194 ist immer nur zum Teil mit Kraftstoff gefüllt, wenn der Kolben sich bei seinem Einspritzhub nach unten zu bewegen beginnt, und die Einspritzung beginnt, wenn das untere Ende des Kolbens auf den Kraftstoff trifft und dadurch ein Druck in dem Kraftstoff in der Zumeßkammer 194 aufgebaut wird. Der Kolben 127 trifft auf den Kraftstoff etwa an dem Punkt 193a auf der Kurve 192. Kurz nachdem die untere Kante des Kolbens 127 die Dosieröffnung 173 schließt, öffnet die untere Kante der Auskehlung 181 des Kolbens 127 die Entleerungsmündung 174 und den Abflußkanal 179 (Fig. 5), und gestattet so einen Abfluß überflüssigen Kraftstoffes durch den .Durchflußkanal 172, die Entleerungsmündung 174 und den Abflußkanal 179 und die Auskehlung 181 zu dem Entleerungskanal 177.

Λ η α ο ο η / η ο e> η

Die Geschwindigkeit, mit welcher sich der Druck in der Zumeßkammer aufbaut ist gemäßigt, d.h. der Druckauf "bau erfolgt allmählich, wegen des im Vergleich zu herkömmlichen Einspritzvorrichtungen großen Volumens an in der Zumeßkammer 194 befindlichem Kraftstoff, und dieser allmähliche Druckaufbau ist sehr vorteilhaft, weil er ein allmähliches Ansteigen der Kraftstoffeinspritzrate bewirkt. Diese allmähliche Zunahme der pro Zeiteinheit eingespritzten Kraftstoffmenge wird durch die Kurve in Fig. 9 veranschaulicht und führt zu guten Verbrennungsbedingungen für den Kraftstoff. Die Bewegung des Kolbens 127 aus der in Fig. 5 dargestellten Stellung in die in Fig. 2 dargestellte Stellung erzeugt einen extrem hohen Kraftstoffdruck in der Zumeßkammer 194. Der Kraftstoff in der Zumeßkammer 194 fließt durch die Längsnuten 189 in dem Düsenventil 141 nach unten in den Raum unterhalb des Rücksprunges 138 zu dem Sackloch 147 und aus den Zerstäubungsöffnungen 146. Wie bereits oben erwähnt wurde, muß die gesamte Querschnittsfläche der Längsnuten 189 größer sein als die gesamte Querschnittsfläche der Zerstäubungsöffnungen 146, um die Bildung einer hydraulischen Sperre zu vermeiden. Der Kraftstoff wird in stark zerstäubter Form in den Zylinder 55 durch die Zerstäubungsöffnungen 146 ausgestoßen, welche in regelmäßigem Abstand um den Umfang der Düse 105 angeordnet sind, was zu einer gleichmäßigen Verteilung des zerstäubten Kraftstoffes in dein Zylinder 55 führt. Die Kraftstoffeinspritzung beginnt etwa an dem durch das Bezugszeichen 193a (Fig. 8) markierten Punkt, welcher von der Menge an in die Zumeßkammer 194 dosiert abgegebenem Kraftstoff abhängt. Figur 9 stellt die zeitliche Durchflußmenge an Kraftstoff als Funktion der Zeit dar, und man sieht, daß die zeitliche Durchflußmenge an Kraftstoff in dem Maße zunimmt, in dem der Kolben 127 nach unten gedrückt wird, und sie erreicht ihren Maximalwert an dem durch das Bezugszei-

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clien 203 bezeichneten Punkt.

Wenn sich der Kolben 127 nach unten bewegt und Kraftstoff aus der Zumeßkammer 194 drückt, wird das Düsenventil 141 ebenfalls durch die von dem Kolben 127 auf den Aufschlagring 151 ausgeübte Kraft nach unten bewegt, wobei die innere Druckfeder 158 das Düsenventil 141 in gegenüber dem Aufschlagring 151 nach unten ausgefahrener Stellung hält. Wenn der Kolben fast die in Pig. 2 gezeigte Stellung erreicht, wird der Strömungsquerschnitt zwischen dem Venxilabschnitt 144 "und dem Ventilsitz 143 kleiner als der Strömungsquerschnitt der Zerstäubungsöffnungen 146. An diesem Punkt fällt der Druck in dem Sackloch 147 infolge der Drosselung der Kraftstoffströmung zwischen dem Ventilabschnitt 144 und dem Ventilsitz 143 schnell ab und dieselbe Drosselung bewirkt einen raschen Druckaufbau im Kraftstoff . oberhalb .oder stromaufwärts des Ventilabschnittes 144. Dieser rasche Wechsel des Kraftstoffdruckes erzeugt eine nach unten gerichtete hydraulische Kraft auf das Düsenventil 141, die.die Kraft der äußeren Druckfeder 156 überwindet und das Düsenventil 141 zunehmend schneller nach unten bewegt als der Kolben 127. Wie in Pig. 2 dargestellt ist, bewegt die hydraulische Kraft den Aufschlagring 151 und das Düsenventil nach unten außer Berührung mit dem Kolben 127 und in Berührung mit dem Ventilsitz 143. In Pig. 8 stelle die Linie 193b die Bewegung des Düsenventils Hl dar, und wie ersichtlich, bewegt sich das Düsenventil abrupt in die durch das Bezugszeichen 193c in Pig. 8 markierte Stellung des Ventilsitzes 143. Das Düsenventil I4I beendet daher die Einspritzung abrupt, während der Kolben 127 sich noch nach unten bewegt, und wegen der geringen Größe des Düsenventils wird die Einspritzung bei sehr geringer mechanischer Beanspruchung bzw. geringem mechanischem Impuls auf den dünnwandigen Teil der Kalotte 105, in welcher sich das Sackloch

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147 befindet, beendet. Der Überlaufkanal 178 beginnt sich gerade zu öffnen, wenn sich das Düsenventil 141 in den Ventilsitz bewegt hat, und die gedrosselte Öffnung plus die Weiterbewegung des Kolbens 127 nach unten führen zu einem Bestehenbleiben einer hydraulischen Kraft auf das obere Ende

des Düsenventils, die das Düsenventil in seinem Sitz hält und daher eine Nacheinspritzung verhindert. Der hydraulische Druck auf das obere Ende des Düsenventils wirkt auf eine viel größere Fläche und ist viel größer als der auf das untere Ende des Düsenventils wirkende Zylinderdruck, und deswegen wird das Düsenventil fest in seinem Sitz gehalten. Diese Wirkungsweise steht im Gegensatz zu bekannten Einspritzvorrichtungen, bei welchen der auf den in der Einspritzvorrichtung eingeschlossenen Kraftstoff wirkende Druck beim Aufsitzen des Kolbens so gerichtet ist, daß er den Kolben von seinem Sitz abheben will. Bei derartigen bekannten Einspritzvorrichtungen ist daher eine Nacheinspritzung von Kraftstoff möglich, während dies bei der vorliegenden Einspritzvorrichtung nicht der Fall ist. Das durch den Ventilabschnitt 144 und den Ventilsitz 143 gebildete Ventil befindet sich sehr nahe an dem Sackloch 147» und dieses ist sehr klein. Demzufolge gibt es praktisch keinen Kraftstoff, der in den Zylinder tröpfeln könnte. Das untere Ende des Kolbens berührt dann den Aufschlagring 151 wieder, und die untere Kante der Auskehlung 182 öffnet den Überlaufkanal 178 (Fig. 3) in zunehmendem Maße. J)as Abströmen aus der Zumeßkammer 194 ist jedoch weiterhin gedrosselt, wegen der relativ geringen Größe der Durchflußkanäle, wie beispielsweise der axialen Verbindungsbohrung 186, und weil wie dies in Fig. 3 dargestellt ist - der Überlaufkanal 178 nur allmählich und nur teilweise geöffnet wird. Der Druck in der Zumeßkammer 194 entweicht daher nur allmählich durch die Öffnung des Überlaufkanals 178 und diese weiterbestehende hydraulische Kraft plus die Kraft der inneren Druckfeder 158 halten das Düsenventil fest in seinem Sitz und ver-

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hindern eine Nacheinspritzung. Der Kolben 127 und der Aufschlagring 151 bewegen sich während einer Nachlaufperiode nach unten, die in Pig. 8 durch den Abschnitt 193d der Kurve 192 dargestellt ist, der sich zwischen der Linie 193c und einer Linie 193e befindet. Während dieses Nachlaufs wird Kraftstoff aus der Zumeßkammer 194 durch die Längsnuten 189, die radiale Verbindungsöffnung 184, die axiale 'Verbindungsbohrung 186 und die Auskehlung 182 in die Entleerungskanäle gedrückt, was vorteilhaft ist, weil es aus dem unteren Ende der Zumeßkammer 194 jegliche Luftblasen und Kohleteilchen von extrem geringer Größe, die sich dort angesammelt haben könnten, entfernt. Die Kohleteilchen treten durch die ZerstäubungsÖffnungen 146 in die Einspritzvorrichtung ein, wenn das Düsenventil I4I offen ist. Die Tatsache, daß der Aufschlagring fest gegen das untere Ende des Kolbens gedrückt ist, hindert den Kraftstoff am Ausfließen aus dem oberen Abschnitt der Zumeßkammer 194 in die axiale Verbindungsbohrung 186. Demzufolge tritt Kraftstoff in die Zumeßkammer 194 an deren oberem Ende ein und wird aus der Zumeßkammer 194 an deren unterem Ende entleert, wobei der Kraftstoff gezwungen wird, in einer Schleife durch die Zumeßkammer 194 zu strömen und diese von Jeglichen Luftblasen und Kohleteilchen geringer Korngröße freizuspülen. Der Kolben bleibt in seiner unteren ausgefahrenen Stellung während des Restes des Arbeitshubes und während des Ausstoßhubes des Kolbens 56, während Spülkraftstoff aus der Entleerungsmündung 174 durch die Auskehlung 181 und aus dem Abflußkanal 179 zum Entleerungskanal fließt.

Aus Pig. 9 geht hervor, daß die zeitliche Kraftstoffdurchflußmenge in dem durch das Bezugszeichen 211 bezeichneten Kurvenabschnitt extrem schnell auf Null abfällt, und dies wird ohne übermäßige Beanspruchung des Düsenventils I4I und der Düse 105 der Einspritzvorrichtung erzielt. Da die Kraftstoffeinspritzung etwa am Kurvenpunkt 212 abrupt beendet

I O r\ Λ 1 r\ χ r\ ·* *\ A

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wird, tritt kein Kraftstoff in den Zylinder während des Teils des Maschinenzyklus ein, während dessen er einen starken Anteil an Rauch und unverbrannten Kohlenwasserstoffen verursachen könnte und die effektive Dauer der Einspritzung kann reduziert werden. Auf diese Weise wird der Anteil an . von der Maschine ausgestoßenem sichtbarem Rauch und anderen Verunreinigungen drastisch reduziert.

Im Vergleich zu herkömmlicheren Einspritzvorrichtungen wird deutlich, daß, wenn das Düsenventil 141 starr mit dem Kolben 127 verbunden wäre, es sehr hart gegen die Düse 105 gestoßen werden müßte, um die Einspritzung abrupt zu unterbinden, und derartig hohe Impulskräfte oder Schläge auf die Einspritzerteile würde die Einspritzvorrichtung schnell beschädigen. Die gestrichelte Linie 193f in Fig. 8 stellt die Ventilbewegung in einer Einspritzvorrichtung dar, bei welcher das Ventil starr mit dem Kolben verbunden ist, wie dies beispielsweise in der US-PS 3 551 288 beschrieben ist und es wird deutlich, daß ein derartiges Ventil sich relativ langsam in seinen Sitz bewegt. Die gestrichelte Linie 210 in Fig. 9 zeigt die allmähliche Abnahme- der zeitlichen Durchflußmenge, die bei einer herkömmlichen Einspritzvorrichtung üblich ist. Der Kraftstoffanteil, der nach dem Punkt 212 eingespeist wird, wird unvollständig verbrannt.

Mit der Einspritzvorrichtung erzielt man somit eine abrupte Beendigung der Einspritzung an einem Punkt des Einspritzzyklus, an dem die Sinspritzrate sehr hoch ist, was außerordentlich vorteilhaft ist. Dieses vorteilhafte Merkmal geht auch aus Fig. 8 hervor, in welcher die Steigungen der Linien 193b, 193a und 193f im Schnittpunkt mit der Linie 193c den Grad der Schnelligkeit der Beendigung der Einspritzung anzeigen. Die Linie 193b stellt die Betriebsweise einer Einspritzvorrichtung gemäß den Ausführungsformen nach den Fig.

1 bis einschließlich 16 dar und weist eine sehr steile Steigung auf; die linie 193b tritt auf, wenn sich der Kolben 127 schnell bewegt. Da der Kolben nicht auf einem Sitz auftreffen oder seine Bewegung stoppen muß, um die Einspritzung zu beenden, gestattet man ihm einen fast unbegrenzten Nachlauf, der durch die linie 193d dargestellt wird. Die Bewegung des Kolbens und des Betätigungsmechanismus wird durch die Rückholfeder 131 und durch die Kompression und allmähliche Entlastung des Kraftstoffes in der Zumeßkammer gestoppt. Die Steigung der Linie 193a im Schnittpunkt mit der Linie 193c stellt die Schnelligkeit der Beendigung der Einspritzung der in den Figuren 17 bis einschließlich 19 dargestellten Ausführungsformen von Einspritzvorrichtungen dar, und wie man sieht, ist diese Steigung ebenfalls sehr steil. Zum Vergleich stellt die Linie 193f die Betriebsweise einer bekannten Einspritzvorrichtung des in der US-PS 3 351 288 beschriebenen Typs dar, und die Steigung dieser Linie ist sehr gering.

Die erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung unterscheidet sich von bekannten Einspritzvorrichtungen auch in der Wirkungsweise des Überlaufkanals 178. Bei der erfindungsgemäßen Einspritzvorrichtung beendet das Öffnen des Überlaufkanals die Einspritzung nicht. Die Einspritzung wird beendet durch das Aufsitzen des Düsenventils 141 und das Öffnen des Überlaufkanals dient der Druckentlastung in der Zumeßkammer, um die Teile zu schützen. Bei bekannten Einspritzvorrichtungen, welche Überlaufkanale aufweisen, dient das Öffnen des Überlaufkanals der Beendigung der Einspritzung.

Der Kolben 127 und das Düsenventil 141 werden während des Arbeitshubes und des Ausstoßhubes in der in Fig. 3 dargestellten unteren Stellung gehalten und hierdurch wird das Eintreten irgendwelcher Gase aus dem Zylinder durch die Zerstäubungsöffnungen in die Einspritzvorrichtung vermieden.

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Während des Ansaughubes rollt der Wälzkörper 79 eine zweite Steigung 196a des Nockens 76 hinunter und erlaubt es dadurch der Rückholfeder 131, den Kolben 127 nach oben in die in Fig. 4 dargestellte Stellung zurückzuholen und die äußere Druckfeder 156 bewegt das Düsenventil 141 nach oben, um ebenfalls einen neuen Zyklus zu beginnen.

Bei einer Einspritzvorrichtung der in den Fig. 1 bis einschließlich 7 dargestellten Ausführungsform steigt der Druck in der Zumeßkammer auf etwa 1055 at (15 000 psi) an, während der Druck des Kraftstoffes aus der Kraftstoffquelle in der Größenordnung von 14 at (200 psi) liegt. Der gesamte Kolbenhub kann etwa 5,1 mm (0,2 inch) betragen, und das in der Zumeßkammer bei Beginn der Einspritzung befindliche Kraftstoffvolumen ist etwa zehnmal größer als das Kraftstoffvolumen in der aus der oben genannten US-PS 3 351 288 bekannten Einspritzvorrichtung.

Die Konstruktion der in den Figuren 10 bis einschließlich dargestellten Einspritzvorrichtung gleicht in Aufbau und Betrieb etwa der in den Figuren 1 bis einschließlich 7 dargestellten Ausführungsform. Diese Einspritzvorrichtung weist ein Futter 225, eine Kalotte oder Düse 226, sowie eine Hülse 227 auf, die die Düse 226 und das Futter 225 mit einem (nicht dargestellten) Übergangsstück zusammenhält.

Ein Kraftstoffzufuhrkanal 228 ist in dem Futter 225 ausgebildet und führt von einer Kraftstoffquelle variablen Drucks zu einer Ringnut 229 in der oberen Stirnfläche der Düse 226. In dem Futter 225 ist ferner ein vertikaler Zufuhrkanal vorgesehen, der gegenüber dem Zufuhrkanal 228 im Winkel versetzt ist, und der von der Ringnut 229 nach oben zu einer Dosieröffnung 232 und einer Entleerungsöffnung 233 führt. Die Dosieröffnung 232 und die Entleerungsöffnung 233 öffnen sich in eine Hubbohrung 235 für einen Kolben 238, der darin

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Mn- und herbeweglich montiert ist. Der Kolben 238 weist ferner einen ersten oder" oberen Abschnitt verringerten Durchmessers bzw. eine ringförmige Auskehlung 239 (Fig. 11 und 12) auf, die so angeordnet ist, daß die Entleerungsöffnung 233 mit einer Abflußöffnung 237 verbunden ist, wenn sich der Kolben 238 in seiner untersten Stellung befindet, wie in den Figuren 11 und 12 dargestellt. Der Kolben weist ferner einen zweiten oder unteren Abschnitt verringerten Durchmessers bzw. eine ringförmige Auskehlung 241 auf, die eine Überlauföffnung 242 mit einer Abflußöffnung 236 nur dann verbindet, wenn der Kolben 238 sich in seiner untersten Stellung befindet, die in Figur 12 dargestellt ist, wobei sich die Abflußöffnung 236 und die Überlauföffnung 242 im Winkel zueinander versetzt in dem Futter 225 befinden. Die Abflußöffnungen 236 und 237 sind an zwei Abflußkanäle 240 angeschlossen, die den in Fig. 2 dargestellten Entleerungskanälen 176 und 177 ähnlich sind. Die Überlauföffnung 242 bildet einen Teil des Überlaufkanals 243 in dem Futter 225 zwischen der Hubbohrung 235 und einer Zumeßkammer 246, wobei sich das untere Ende 244 des Überlaufkanals 243 in die Zumeßkammer 246 öffnet. Eine Drosselung des Überlaufs erfolgt in dem Überlaufkanal 243 durch eine Drosselstelle in Form eines Pfropfens, welcher in dem Überlaufkanal 243 verklemmt ist und welcher eine kleine Durchtrittsöffnung 248 aufweist.

Die Zumeßkammer 246 hat etwa gleiche Form wie die Zumeßkammer 194 der in den Fig. 1 bis einschließlich 7 dargestellten Ausführungsform der Einspritzvorrichtung und wird daher nicht im einzelnen beschrieben. Ein Düsenventil 251 ist in der Zumeßkammer 246 beweglich montiert und weist einen unteren konisch geformten Ventilabschnitt 252 auf, der, wenn er auf einem konischen Ventilsitz 253 der Düse 226 aufsitzt, ein Sackloch 260 und Zerstäubungsöffnungen 254 in der Düse 226 schließt. Wiederum weist das Düsenventil 251 längsnuten

an seiner Außenfläche für den Kraftstoffdurchtritt.auf, die

/ seitlicnen

bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel von Abflachungen an dem sonst runden mittleren Ventilabschnitt 256 des Düsenventils gebildet werden. Oberhalb des mittleren Ventilabschnittes 256 des Düsenventils ist ein Schaft 257 mit einem oberen G-ewindeende 258 angeordnet. Eine Beilagscheibe 259 ist um das obere Ende des Schaftes 257 herumgelegt, und eine Mutter 261 iEjpb auf das Gewindeende 258 geschraubt und sitzt über der Beilagscheibe 259· Eine innere Feder 262 und eine äußere Feder 263 sind um das Düsenventil 251 herum angeordnet und sind in gleicher Weise montiert und erfüllen die gleiche Funktion wie die in den Fig. 1 bis einschließlich 5 dargestellten Druckfedern 157 und 158. So drückt die äußere Feder 263 die Beilagscheibe 259, die Mutter 261 und das Düsenventil 251 relativ zu der Düse 226 nach oben, während die innere Feder 262 das Düsenventil 251 relativ zu der Beilagscheibe 259 nach unten drückt. TJm das obere Ende des Düsenventils und um die Mutter 261 herum angeordnet befindet eich ein Aufschlagring 264, dessen Unterseite auf der Oberseite der Beilagscheibe 259 aufsitzt. Wie in Fig. 10 dargestellt ist, ist der Außendurchmesser eines Absatzes 265 des Aufschlagringes 264 groß genug, um unter die untere Kante des Futters 225 zu greifen, wenn sich der Kolben 238 nach oben bewegt und hierdurch zu vermeiden, daß das Düsenventil 251 sich mit dem Kolben 238 um die gesamte Strecke nach oben bewegt. Schlitze 266 (Fig. 10) sind in dem Absatz 265 vorgesehen, um einen Kraftstoffdurchfluß zu erlauben.

Die in den Fig. 10 bis einschließlich 12 dargestellte Einspritzvorrichtung arbeitet wie folgt: Es sei angenommen, daß der Kolben 238, der wie bei der vorher beschriebenen Ausführungsform der Einspritzvorrichtung von einem Nocken getrieben wird, sich in seiner obersten in Fig.10 dargestellten Stellung befindet. Die Feder 263 hält die Beilagscheibe

259 und den Aufschlagring 264 nach oben gegen das untere Ende des Futters 225 gedruckt und das Düsenventil 251 "befindet sich in seiner obersten Stellung. Es sei darauf hingewiesen, daß sich die untere Kante des Kolbens 238 oberhalb der Dosieröffnung 232 befindet, und daß demzufolge Kraftstoff dosiert in die Zumeßkammer 246 unterhalb des Kolbens einströmt. Wie bereits erwähnt, ändert sich die in die Zumeßkammer 246 dosiert geförderte Kraftstoff menge mit dem Druck der mit dem Kraftstoffzufuhrkanal 228 verbundenen Kraftstoffquelle. Der Kolben 238 wird durch den Nockenstößelmechanismus nach unten gedrückt und verschließt die Dosieröffnung 232, wodurch die Zumeßphase des Einspritzzyklus beendet wird. Wenn der Kolben auf den in der Zumeßkammer 246 eingeschlossenen Kraftstoff trifft, wird Kraftstoff nach unten durch den von den Abflachungen 256 des Düsenventils 251 gebildeten Strömungsquerschnitt in das Sackloch·260 und aus den Zerstäubungsöffnungen 254 gedrückt.

Die Einspritzung dauert an, während sich der Kolben 238 nach unten bewegt und das untere Ende des Kolbens 238 trifft auf die Oberseite des Aufschlagringes 264. Die Feder 263 wird zusammengedrückt und das Düsenventil 251 nach unten in seinen Sitz 253 bewegt. Wie bei der in den Figuren 1 bis einschließlich 7 dargestellten Ausführungsform der Einspritzvorrichtung entwickelt sich, wenn der Ventilabschnitt 252 dem Ventilsitz 253 genügend nahe ist, daß der Strömungsquerschnitt zwischen dem Ventilabschnitt 252 und dem Ventilsitz 253 kleiner ist als der Strömungsquerschnitt der Zerstaubungsöffnungen 254, eine auf das Düsenventil 251 wirkende hydraulische Kraft, die das Düsenventil 251 abrupt nach unten, von dem Kolben 238 weg und in den Ventilsitz 253 bewegt. Diese Stellung ist in Fig. 11 dargestellt und zu diesem Zeitpunkt ist die Einspritzung beendet.

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Im wesentlichen zum gleichen Zeitpunkt, zu dem die Einspritzung beendet wird, öffnet die untere Kante der Auskehlung 241 des Kolbens die Überlauföffnung 242. Während sich der Kolben 238 weiter nach unten bewegt, drückt die auf das Düsenventil wirkende hydraulische Kraft das Düsenventil 251 fest in seinen Sitz und verhindert dadurch eine Nacheinspritzung, und die weitere Abwärtsbewegung des Kolbens 238 bewirkt, daß der Kolben den Aufschlagring 264 wieder berührt. Die Auskehlung verbindet die Abflußöffnung 236 und die Überlauföffnung 242 miteinander und gestattet eine allmähliche Druckentlastung innerhalb der Zumeßkammer 246, die nur allmählich stattfindet wegen der verengten Durchtrittsöffnung 248. Wenn sich der Kolben 238 ganz unten befindet, wie dies in PIg. 12 dargestellt ist, fließt Kraftstoff aus dem Kraftstoffzufuhrkanal 228 nach oben durch den vertikalen Zufuhrkanal 231 und aus der Entleerungsöffnung 233 durch die obere Auskehlung 239, um durch die Abflußöffnung 237 abzufließen. Zu diesem Zeitpunkt öffnet sich ein Nachlaufspalt 267 zwischen der Mutter 261 und der Beilagscheibe 259. Der Kolben 238 verharrt in der untersten Stellung, bis er sich im Ansaughub wieder nach oben bewegt. Das Düsenventil bewegt sich jedoch nur in die in Pig.10 dargestellte Stellung, wie dies bereits erwähnt wurde.

Die Ausführungsform der Einspritzvorrichtung gemäß der Darstellung in den Figuren 10 bis einschließlich 12 gleicht in Konstruktion und Betriebsweise etwa der zuerst beschriebenen Ausführungsform der Einspritzvorrichtung, wobei die zwei Hauptunterschiede erstens darin bestehen, daß sich der Kolben 238 völlig außer Berührung mit dem Düsenventil 251 nach oben bewegt, und zweitens in der Anordnung der Überlauföffnung.

Eine dritte Ausführungsform der Einspritzvorrichtung ist in Pig. 13 dargestellt, die der in den Piguren 10 bis ein-

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schließlich 12 dargestellten Ausführungsform der Einspritzvorrichtung in vieler Hinsicht ähnlich ist. Sie weist ein Putter 271, eine Düse 272, eine Hülse 273 und einen Zentrierring 274 auf, der als Zwischenstück für die Verbindung zwischen der Düse 272 und dem Putter 271 zum Zentrieren dieser "beiden Teile vorgesehen sein kann. Die Kraftstoffzufuhrkanäle in dem Putter 271 umfassen einen nach unten verlaufenden Zuflußkanal 276, eine,Ringnut 277, einen nach oben verlaufenden Zuflußkanal 278, eine Dosieröffnung 279 und eine Entleerungsöffnung 281 auf, die alle analog den entsprechenden Kanälen bei der in den Piguren 10 bis einschließlich 12 dargestellten Ausführungsform der Einspritzvorrichtung ausgebildet sind. Eine Abflußöffnung 282 ist in dem Putter 271 gegenüber der EntleerungsÖffnung 281 angeordnet, und ein Abschnitt verringerten Durchmessers bzw. eine Auskehlung 283 eines Kolbens 284 verbindet die Öffnungen 281 und 282, wenn der Kolben nach unten ausgefahren ist.

In der Düse 272 und dem unteren Ende des Putters 271 ist eine Zumeßkammer 286 unterhalb des Kolbens 284 ausgebildet und ein Düsenventil 287 erstreckt sich nach oben in die Zumeßkammer 286. Zwei Pedern 288 und 289 und ein Aufschlagring 291 sind mit dem Düsenventil 287 verbunden, ähnlich der entspre chenden Teile in der Ausführungsform gemäß den Piguren 10 bis 12. Der Außendurchmesser des Aufschlagringes 291 ist so dimensioniert, daß er von einem Vorsprung 292 des Putters 271 zurückgehalten wird und auf diese Weise die nach oben gerichtete Bewegung des Aufschlagringes 291 begrenzt. Ein Überlaufkanal 293 verbindet das obere Ende der Zumeßkammer 286 mit der Hubbohrung für den Kolben, und die Überlauföffnung 294 des Überlaufkanals 293 ist. so angeordnet, daß sie von der unteren Kante der Auskehlung 283 des Kolbens 284 zu im wesentlichen der gleichen Zeit geöffnet wird, zu welcher das Düsenventil 287 die Einspritzung beendet, ähnlich den anderen Ausführungsformen der Einspritz-

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vorrichtung.

Während bei den in den Figuren 1 bis 12 beschriebenen Ausführungsformen der Einspritzvorrichtung Längsnuten oder Abflachungen für den Kraftstoffdurchtritt an den Seiten des Düsenventils vorgesehen sind, befindet sich bei der in Fig. dargestellten Ausführungsform der Einspritzvorrichtung ein' Durchtrittskanal 296 in der Düse 272 seitlich der Hubbohrung für das Düsenventil 287. Der Schaft oder mittlere Abschnitt 297 des Düsenventils 287 hat engen Gleitsitz in einer in der Düse 272 befindlichen Hubbohrung 298. Während der Einspritzung von Kraftstoff fließt Kraftstoff von dem oberen Ende der Zumeßkammer 286 durch Bohrungen 303 in dem Aufschlagring 291 nach unten durch den Durchtrittskanal 296 zu einem in der Düse 272 neben dem unteren Abschnitt des Düsenventils 287 ausgebildeten Hohlraum 299. Der Hohlraum 299 befindet sich unmittelbar über einem Ventilsitz 305 für das Düsenventil 287. Wenn das Düsenventil 287 nach oben zurückgezogen ist, befindet sich der Hohlraum 299 in Strömungsverbindung mit einem Sackloch 301 und Zerstäubungsöffnungen 302. Die nicht im einzelnen beschriebenen Teile der Ausführungsform der Einspritzvorrichtung gemäß Fig. 13 sind etwa analog zu den entsprechenden Teilen der vorher beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet.

Nun zur Betriebsweise der in Fig. 13 dargestellten Einspritzvorrichtung. Es sei angenommen, daß der Kolben 284 und das Düsenventil 287 sich in der nach oben zurückgezogenen Stellung befinden, ähnlich der in Fig. 10 dargestellten Stellung der Teile der Einspritzvorrichtung. Die nach unten gerichtete Bewegung des Kolbens 284 drückt Kraftstoff nach unten durch die Bohrungen 303 in dem Aufschlagring 291, durch den Durchtrittskanal 296, den Hohlraum 299 und aus den Zerstäubungsöffnungen 302.

Wiederum muß der Strömungsquerschnitt des Durchtrittskanals

296 größer sein als der Strömungsquerschnitt der Zerstäubungsöffnungen 302, um das Auftreten einer hydraulischen Sperre zu verhindern. Venn sich der Kolben 284 nach unten "bewegt, trifft er auf den Aufschlagring 291 und "bewegt das Düsenventil 287 nach unten, bis die untere Außenfläche 304 des Diisenventils sich dem Ventilsitz 305 stark genähert hat. Wie oben erklärt, wird das Düsenventil 287 sodann durch eine hydraulische Kraft zur Beendigung der Einspritzung abrupt nach unten bewegt. Der restliche Teil des Arbeitsvorganges läuft etwa genauso ab wie bei der in den Pig, 10 bis 12 dargestellten Ausführungsform der Einspritzvorri-.htung.

Die in Pig. 13 dargestellte Ausführungsform der Einspritzvorrichtung erläutert die Tatsache, daß es nicht erforderlich, ist, daß Kraftstoff durch Kanäle fließt, die in dem Düsenventil oder an dem Düsenventil vorgesehen sind, damit sieh eine hydraulische Kraft entwickelt, die das Düsenventil in seinen Sitz drückt.

Die in den-Fig. 14 und 15 dargestellte Ausführungsform der Einspritzvorrichtung ist insgesamt der in den I¹Ig. 10 bis 12 dargestellten ähnlich, wobei der Hauptuntersehied darin besteht, daß die Überlauföffnung, wenn sie geöffnet ist, den unter hohen Druck stehenden Kraftstoff aus der Zumeßkammer statt zu einer Abflußöffnung in einen geschlossenen Raum strömen läßt. Die in den Pig. 14 und 15 dargestellte Einspritzvorrichtung weist ein Putter 310, eine Düse 311 und eine Hülse 312 auf, wobei diese Teile ähnlich den entsprechenden, in den Pig. 10 bis 12 dargestellten Teilen ausgebildet sind. Ein Kolben 313 ist in einer Hubbohrung 314 für den Kolben in dem Putter 310 hin- und herbeweglich montiert, und ein Düsenventil 316 ist in der Düse 311 unterhalb des unteren Endes des Kolbens 313 beweglich montiert. Ein (nicht dargestellter) Kraftstoffzufuhrkanal in dem Putt er 310 ist zum Zweck der Kraftstoff zufuhr an einen

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Ringkanal 317 in der oberen Stirnfläche der Düse 311 angeschlossen und ein vertikal verlaufender Zuflußkanal 318 ist in dem Futter 310 vorgesehen und erstreckt sich von dem Ringkanal 317 nach oben. Der Zuflußkanal 318 fördert Kraftstoff zu einer Dosieröffnung 319 und einer Entleerungsöffnung 321, die beide von dem Zuflußkanal 318 zu der Hubbohrung 314 für den Kolben führen. Ein Abflußkanal 322 in dem Futter 310 weist eine Abflußöffnung 323 in der Hubbohrung 314 für den Kolben auf, die der Entleerungsöffnung 321 etwa gegenüberliegt.

Die in den Figuren 14 und 15 dargestellte Ausführungsform der Einspritzvorrichtung weist ferner eine Zumeßkammer 326 in der Düse 311 und dem unteren Ende des Futters 310 unterhalb des Kolbens 313 auf, und das Düsenventil 316 erstreckt sich in die Zumeßkammer 326. Eine äußere Feder 327 und eine innere Feder 328, sowie ein Aufschlagring 329 sind in der Zumeßkammer 326 um den oberen Abschnitt des Düsenventils 316 herum angeordnet. Wiederum ist der Außendurchmesser des Aufschlagringes 329 groß genug, um unter die untere Kante des Futters 310 zu greifen und das Ausmaß der nach oben gerichteten Bewegung des Aufschlagringes 329 und des Düsenventils 316 zu begrenzen. Wie bei der in Fig. 13 dargestellten Ausführungsform weist die in den Fig. 14 und 15 dargestellte Ausführungsform der Einspritzvorrichtung ferner einen an dem Düsenventil 316 befestigten Federring 331 und eine Beilagscheibe 332 etwa in der Mitte seiner länge auf, und ein in Querrichtung verbreiterter Kopf 333 ist an dem oberen Ende des Düsenventils 316 ausgebildet. Der Aufschlagring 329 sitzt gleitend auf dem Düsenventil 316 und greift unter den Kopf 333. Die innere Feder 328 ist zwischen dem Aufschlagring 329 und der Beilagscheibe 332 angeordnet, während die äußere Feder 327' zwischen dem Aufschlagring 329 und einem in der Düse 311 ausgebildeten Vorsprung 330 angeordnet ist. Der untere Abschnitt 334 des Düsenventils 316 weist seit-

liehe Abflachungen 336 auf, durch welche während der Einspritzung Kraftstoff fließt, wie dies oben in Verbindung mit einer vorher beschriebenen Ausführungsform erläutert wurde. In dem unteren Ende der Düse 311 befindet sich ein Sackloch 337, sowie Zerstäubungsöffnungen 338.

Das Putter 310 weist ferner einen überlaufkanal 341 auf, der sich darin von dein oberen Ende der Zumeßkammer 326 zu einer Überlauföffnung 342 erstreckt, die sich in die Hubbohrung 314 für den Kolben öffnet. Der Kolben 313 weist einen unteren Abschnitt verringerten Durchmessers bzw. eine untere Auskehlung 343 auf, die so angeordnet ist, daß die Überlauföffnung 342 geöffnet wird, wenn sich der Kolben 313 seiner am weitesten nach unten ausgefahrenen Stellung, dargestellt in I¹Ig. 15, nähert. Die Abflußöffnung 323 ist so angeordnet, daß sie durch die Auskehlung 343 geöffnet wird, wenn der Kolben nach oben zurückgezogen ist, wie in Pig. 14 dargestellt. Auch hier wird die Entleerungsöffnung 321 in Strömungsverbindung mit der Abflußöffnung 323 durch einen oberen Abschnitt verringerten Durchmessers bzw. eine obere Auskehlung 344 des Kolbens 313 gebracht, wenn der Kolben 313, wie in Pig. 15 dargestellt, nach unten ausgefahren ist. Aus Pig. 15 geht hervor, daß die Auskehlung 343 mit der Abflußöffnung 323 oder irgendeinem anderen Kraftstoffabflußkanal dann nicht in Verbindung steht, wenn die Auskehlung 343 die Überlauföffnung 342 öffnet.

Nun sur Punktionsweise der in den Pig. 14 und 15 dargestellten Ausführungsforin der Einspritzvorrichtung. Befinden sich der Kolben 313 und das Düsenventil 316 in ihren nach oben zurückgezogenen Stellungen, wie in Pig. 14 dargestellt, dann befindet sich die untere Kante des Kolbens 313 oberhalb der Dosieröffnung 319 und Kraftstoff fließt aus dem Zuflußkanal 318 in die Zumeßkammer 326. Der nicht ausgekehlte Abschnitt des Kolbens 313 zwischen den beiden Auskehlungen 343 und 344 schließt die Entleerungsöfrnung 321, so daß kein Kraftstoff

aus dieser austritt. Die untere Auskehlung 343 steht in Strömungsverbindung mit dem Abflußkanal 322, und demzufolge ist die Auskehlung 343 mit Kraftstoff unter Abflußdruck oder Atmosphärendruck gefüllt. Die Überlauföffnung 342 wird durch den unteren Endabschnitt des Kolbens 313 verschlossen.

Sowie sich der Kolben 313 bei einem Einspritzhub nach unten bewegt, schließt er die Dosieröffnung 319, trifft auf den Kraftstoff in der Zumeßkammer 326 und drückt diesen nach unten durch in dem Aufschlagring 329 befindliche Bohrungen, durch die seitlichen Abflachungen 336 an dem Düsenventil 316, in das Sackloch 337 und aus den Zerstäubungsöffnungen 338. Wieder muß der Strömungsquerschnitt der Abflachungen 336 größer sein als der Strömungsquerschnitt der Zerstäubungsöffnungen 338. Die Auskehlung 343 bleibt während dieser Abwärtsbewegung des Kolbens 313 mit unter Abflußdruck stehendem Kraftstoff gefüllt. Das untere Ende des Kolbens 313 trifft auf den Aufschlagring 329 auf und bewegt ihn und das Düsenventil 316 nach unten, bis, wie oben beschrieben, sich eine auf das Düsenventil 3I6 wirkende hydraulische Kraft entwickelt, sobald das untere Ende des DUsenventils 3ich nahe dem Ventilsitz in der Düse 311 befindet. Das Düsenventil 316 wird durch hydraulische Kraft nach unten bewegt und der Aufschlagring 329 bewegt sich von dem unteren Ende des Kolbens 313 weg nach unten. Das Düsenventil 316 bewegt sich schnell in seinen Sitz und beendet dadurch die Einspritzung abrupt, und etwa gleichzeitig öffnet die untere Kante der Auskehlung 343 die Überlauföffnung 342. Während sich der Kolben 313 weiter abwärts bewegt, trifft er erneut auf den Aufschlagring 329, die Feder 327 wird zusammengedrückt, und der Kolben drückt etwas von dem Kraftstoff aus der Zumeßkammer 326 durch den Überlaufkanal 341 in die Auskehlung 343. Der Kraftstoff in der Auskehlung 343 gerät unter extrem hohen Druck in der Größenordnung von 1758 at (25 000 psi), und bei diesem Druck wird der Kraftstoff ge-

ringfügig komprimiert, wodurch er etwas von der Kraft des Kolbens 313 und des Nockenstößelmechanismus aufnimmt. Diese Kompression des Kraftstoffes zuzüglich irgendwelchen Durchtretens von Kraftstoff rund um den Kolben zum Abfluß bewirkt ein allmähliches Nachlassen des hohen Druckes in der Zumeßkammer 326. Dieser Druck hält natürlich das Düsenventil 316 fest in seinem Sitz und verhindert eine Nacheinspritzung.

Wenn sich der Kolben 313 danach wieder aufwärts bewegt, läßt er den Druck in der Zumeßkammer 326 abnehmen, so daß die äußere Feder 327 den Aufschlagring 329 und das Düsenventil 316 wieder in die in Fig. 14 dargestellte Stellung nach oben bewegen kann. Der unter hohem Druck stehende Kraftstoff in der Auskehlung 343 fließt dann in den Abflußkanal 322, wenn der Kolben 313 die in Fig. 14 dargestellte Stellung zu Beginn des nächsten Einspritzzyklus erreicht. '

Die in den Fig. 14 und 15 dargestellte Ausführungsform ist darin vorteilhaft, daß es bei ihr keine Neigung zur Bildung von Luftblasen in der Zumeßkammer gibt, wie dies der Fall sein könnte, wenn die Zumeßkammer in eine unter niedrigem Druck stehende Abflußverbindung entleert würde.

Bei der in den Fig. 16 bis einschließlich 19 dargestellten Ausführungsform der Einspritzvorrichtung ist das Düsenventil beweglich mit dem Kolben verbunden und nicht von dem Kolben getrennt, wie dies bei den vorher beschriebenen Ausführungsformen der Fall war. Demzufolge folgt das Düsenventil dieser Art der Linie 193a (Fig. 8) und nicht der Linie 193"b, wie bei den früher beschriebenen Ausführungsformen. Diese Ausführungsform der Einspritzvorrichtung weist ein Übergangsstück 385, ein Futter 386, eine Düse 387 und eine Hülse 388 zum Zusammenhalten der Teile in vereinigtem Zustand auf; dies entspricht allgemein den anderen Ausführungsformen. Das Übergangsstück 385 weist einen Kraftstoffzufuhrkanal 389 auf,

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der Kraftstoff zu einem Zulaufkanal 391 (Fig. 17) in dem Futter 3ü6 leitet, ähnlich den Kanälen "bei der in den Fig. 1 bis einschließlich 7 dargestellten Ausführungsform der Einspritzvorrichtung. Das untere Ende des Zulaufkanals 391 steht mit einer Ringnut 392 in der oberen Stirnfläche der Düse 387 in Verbindung und diese Ringnut 392 leitet Kraftrstoff zu einem weiteren vertikal verlaufenden Zuflußkanal 393 (Fig. 17) in dem Futter 386. Der vertikal verlaufende Zuflußkanal 393 ist natürlich gegenüber dem Zulaufkanal im Winkel versetzt angeordnet. Eine Dosieröffnung 394 und eine Entleerungsöffnung 396 verbinden den Zuflußkanal 393 mit einer Hubbohrung 397 für den Kolben in dem Futter 386 und dem Übergangsstück 385. Aus den Figuren 16, 18 und 19 ist ersichtlich, daß das Futter 386 und das Übergangsstück 385 einen Abflußkanal 398 aufweisen, der die Hubbohrung 397 für den Kolben mit einer Abflußauskehlung 399 in der Umfangsflache des Übergangsstückes 385 verbindet.

Die Hubbohrung 397 für den Kolben nimmt einen hin- und herbeweglichen Kolben 402 mit einem Abschnitt verringerten Durchmessers bzw. einer Auskehlung 403 auf, die im Abstand und oberhalb von dem unteren Ende des Kolbens angeordnet ist. Am unteren Ende des Kolbens 402 ist ein oberes hakenförmiges Teil 404 befestigt. Das Teil 404 kann einstückig mit dem Kolben oder von diesem getrennt ausgebildet sein. Das Teil 404 ist mit einem ähnlichen hakenförmigen Teil 407 an dem oberen Ende eines Düsenventils 406 verbunden, wobei die hakenförmigen Teile 404 und 407 derart miteinander verbunden sind, daß sie eine Verbindung mit Leergang bilden. Das Teil 407 kann ebenfalls einstückig mit dem Düsenventil 406 oder von diesem getrennt ausgebildet sein. Eine Druckfeder 408 ist um die beiden Teile 404 und 407, und zwischen der Unterseite ^:des Kolbens 402 und dem Düsenventil 406 angeordnet und hält das Düsenventil 406 normalerweise gegenüber dem unteren Ende des Kolbens 402 nach unten ausgefahren. Eine Beilagscheibe 409 und ein Federring 411 verbinden die Druckfeder 408 mit dem Düsenventil 406.

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Das Düsenventil 406 ist verschieblich in der Hubbohrung 412 in der Düse 387 montiert, und ein an dem unteren Ende des Düsenventils 406 ausgebildeter Düsenabschnitt 413 paßt in einen komplementär geformten Ventilsitz 414 in der Düse 387 am unteren Ende der Hubbohrung 412. Wiederum weist das untere Ende der Düse 387 ein Sackloch 416 und Zerstäubungsöffnungen 417 auf. Ein Kraftstoffdurchfluß durch das Düsenventil 406 wird von einer Längsbohrung 419 im Mittelbereich des Düsenventils 406 gebildet, sowie durch eine Querbohrung 421, die in dem Düsenventil nahe seinem unteren Ende oberhalb des Ventilabschnittes 413 vorgesehen ist. Die Längsbohrung 419 erstreckt sich von der Querbohrung 421 aufwärts durch das hakenförmige Teil 407 und bringt eo den oberen Abschnitt einer Zumeßkammer 422 in Strömungsverbindung mit dem unteren Ende der Hubbohrung 412 für das Düsenventil .

Das Putter 386 weist einen Überlaufkanal 423 und eine Überlauföffnung 424 auf, die die Zumeßkammer 422 mit der Hubbohrung 397 für den Kolben an einer Stelle verbinden, wo die Überlauföffnung 424 durch die untere Kante der Auskehlung 403 geöffnet wird, wenn sich der Kolben 402 seiner am weitesten nach unten ausgefahrenen Stellung in Pig. 19 nähert.

Wiederum muß der Strömungsquerschnitt der Längsbohrung 419 und der Querbohrung 421 größer sein als der Strömungsquerschnitt der Zerstäubungsöffnungen 417» um das Auftreten einer hydraulischen Sperre zu verhindern.

Nun zur Wirkungsweise der in den Pig. 16 bis 19 dargestellten Einspritzvorrichtung. Es sei angenommen, daß der Einspritzerkolben 402 und das Düsenventil 406 sich zu Anfang in der nach oben zurückgezogenen Stellung, wie in den Pig. 16 und 17 dargestellt, befinden. In dieser Stellung des Kolbens sind die Entleerungsöffnung 396 (Pig. 17) und die Öffnung des Abflußkanals 398 (Pig. 16) geschlossen, und die

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Dosleröffnung 394 ist geöffnet. Kraftstoff fließt durch die Kanäle 389 und 391, die Ringnut 392 und den Kanal 393, aus der Dosieröffnung 394 und in die Zumeßkammer 422.

Während der Abwärtsbewegung des Kolbens 402 strömt in der Zumeßkammer 422 eingeschlossener Kraftstoff durch die Längsbohrung 419 in dem Düsenventil 406 nach unten, aus der Querbohrung 421, nach unten in das Sackloch 416 und aus den Zerstäubungsöffnungen 417. Das Düsenventil 406 wird nach unten ausgefahren in der in den Pig. 16 und 17 dargestellten Stellung durch die Druckfeder 408 während dieser Bewegung gehalten.

In Pig. 18 sitzt der Ventilabschnitt 413 des Düsenventils 406 auf dem Ventilsitz 414 auf und beendet die Einspritzung etwa zur gleichen Zeit, zu der die Überlauföffnung 424 geöffnet wird. Wenn sich der Ventilabschnitt 413 nahe an dem Ventilsitz 414 befindet, entwickelt sich eine auf das Düsenventil 406 wirkende hydraulische Kraft wie bereits erklärt, und diese Kraft hält das Düsenventil 406 im Abstand von bzw. ausgefahren gegenüber dem Kolben und verhindert zu dieser Zeit jedwedes Zusammendrücken der Druckfeder 408. Nachdem der Ventilabschnitt 413 den Ventilsitz 414 erreicht und die Einspritzung beendet hat, hält der hydraulische Druck in der Zumeßkammer 422 das Düsenventil fest auf seinem Sitz und verhindert eine Nacheinspritzung. Der Kolben 402 bewegt sich nach der Beendigung der Einspritzung weiter nach unten zu seiner am weitesten nach unten ausgefahrenen Stellung in Fig. 19 und die Druckfeder 418 wird leicht zusammengedrückt, während sich die hakenförmigen Teile 404 und 407 relativ zueinander bewegen und einen Nachlaufspalt 430 bilden (Fig. 19). Während dieser letzten Bewegung ist die Überlauföffnung 424 geöffnet, und da die Strömungsquerschnitte des Überlaufkanals 423 und der Überlauföffnung verengt sind, ergibt sich eine allmähliche Abnahme des Druckes in der Zumeßkammer 422, wie dies

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schon oben erläutert wurde.

Wenn der Kolben 402 nachfolgend zurückgezogen wird, bewegt sich das hakenförmige Teil 404 wieder nach oben, um das andere hakenförmige Teil 407 zu ergreifen und das Düsenventil 406 nach oben zu ziehen. Der Kolben und das Düsenventil werden dann durch die Rückholfeder in die in den Pig. 16 und 17 dargestellte Stellung zurückbewegt, in der sie einen neuen Einspritzzyklus beginnen können.

Zusammenfassend läßt sich sagen, daß alle dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen der Einspritzvorrichtung eine neue Einrichtung zur abrupten Beendigung der Einspritzung zum optimalen Zeitpunkt innerhalb des Einspritzzyklus aufweisen, sowie ferner eine neue Einrichtung zur Verhinderung einer Nacheinspritzung. Die sich entwickelnde hydraulische Kraft auf das Düsenventil, das bei jeder der Ausführungsformen der Einspritzvorrichtung relativ zu dem Kolben beweglich montiert ist, stellt sicher, daß das Düsenventil sich schnell in seinen Ventilsitz bewegt, um die Einspritzung zu beenden. Wenn auch alle Ausführungsformen der Einspritzvorrichtung eine Überlauföffnung bzw. einen Überlaufkanal aufweisen, so dient diese Überlauföffnung doch nicht der Beendigung der Einspritzung, sondern vielmehr dem Abbau des Druckes in der Zumeßkammer, während das Düsenventil die Aufgabe hat, den Einspritzvorgang zu beenden. Aufgrund dieser Punktionsweise kann bei der erfindungsgemäßen Einspritzvorrichtung der Druck auf das Düsenventil aufrechterhalten und eine Nacheinspritzung verhindert werden. Weiterhin ist die Kraftstoffströmung aus der Zumeßkammer durch den Überlaufkanal gedrosselt, wodurch eine allmähliche Entlastung bzw. Druckabnahme in der Zumeßkammer erzielt wird.

Claims (1)

14. Januar 1974 C 835/73

PATENTANSPRÜCHE:

Vorrichtung zur Einspritzung von Kraftstoff in den Verbrennungsraum einer Verbrennungskraftmaschine, mit einem Einspritzerhauptteil mit einem darin ausgebildeten Kraftstoff zufuhrkanal, einer Einrichtung zur Förderung von Kraftstoff unter Druck durch den Zufuhrkanal während eines Einspritzhubes, in dem Einspritzerhauptteil ferner angeordneten Zerstäubungsöffnungen zur Förderung von Kraftstoff durch den Zufuhrkanal in den Verbrennungsraum, einem in dem Zufuhrkanal angeordneten Ventil mit einem in dem Einspritzerhauptteil ausgebildeten Ventilsitz und einem beweglichen Ventilelement, welches den Kraftstoffluß durch den Zufuhrkanal zu den Zerstäubungsöffnungen unterbindet, wenn es den Ventilsitz berührt, und den Kraftstoffluß zuläßt, wenn es von dem Ventilsitz entfernt ist, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (127, 151, 156, 158), die vor dem Einspritzhub das Ventilelement (141) von dem Ventilsitz (143) entfernt hält und die während des Einspritzhubes das Ventilelement (141) auf den Ventilsitz (143) zu bewegt, wobei der von den Zerstäubungsöffnungen (146) gebildete Strömungsquerschnitt größer ist als der Strömungsquerschnitt zwischen dem Ventilelement (141) und dem Ventilsitz (143), wenn das Ventilelement (141) im Abstand von dem Ventilsitz (143) befindlich ist und der Strömungsquerschnitt zwischen dem Ventilelement (141) und dem Ventilsitz (143) kleiner wird als der von den Zerstäubungsöffnungen (146) gebildete Strömungsquerschnitt, wenn sich das Ventil element (Hl) dem Ven-

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tilsitz (143) stark nähert, so daß der Kraftstoffluß durch das Ventil gedrosselt wird und der Druck stromaufwärts des Ventils größer wird als der Druck stromabwärts des Ventils und das Ventilelement (141) in den Ventilsitz (143) bewegt und dort festhält.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sich ein Abschnitt (189) des Zufuhrkanals (142) stromaufwärts des Ventilsitzes (143) und in bzw. an dem Ventilelement (141) befindet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sich ein Abschnitt (296) des Zufuhrkanals (142) stromaufwärts des Ventilsitzes (143) und an einer Seite des Ventilelements (141) in dem Hauptteil (271, 272) befindet.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß in dem Hauptteil (102) eine Einrichtung (178) zum Abbau des Druckes in dem Zufuhrkanal (142) stromaufwärts des Ventilsitzes (143) im wesentlichen zur gleichen Zeit, zu der das Ventilelement (141) den Ventilsitz (143) berührt, vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur allmählichen Absenkung de? Druckes und Halten des Druckes auf einem ausreichend hohen Wert, so daß das Ventilelement (141) in seinem Sitz gehalten und eine Nacheinspritzung vermieden wird.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch von dem Zufuhrkanal (142, 235) ausgehende Überlaufkanaleinrichtungen (242, 243, 247, 248) als einziger Kraftstoffablauf aus dem Zufuhr-

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kanal (142, 235) "bei am Ende des Einspritzhubes geschlossenem Ventilelement (141, 251) zur Erzeugung einer dämpfenden und die Bewegung der Fördereinrichtung (127, 238) ohne mechanischen Aufschlag auf den Hauptteil (101, 102, 105; 225, 226) stoppenden Wirkung des in dem Zufuhrkanal (142, 235) enthaltenen Kraftstoffes. ,

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch -gekennzeichnet , daß das Ventilelement (141, 251, 287, 316) getrennt von der Fördereinrichtung (127, 238, 284, 313) in dem Einspritzerhauptteil beweglich derart montiert ist, daß sich die Fördereinrichtung in Eingriff mit dem Ventilelement bewegt und dieses in den Ventilsitz (143, 253, 305) bewegt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche' 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß das Ventilelement (406)in dem Einspritzerhauptteil beweglich montiert und mit der Fördereinrichtung (402) durch eine Verbindung (404, 407) mit Leergang verbunden ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,· dadurch gekennzeichnet , daß das Ventilelement (141) in den Ventilsitz (143) bewegt wird und die Einspritzung beendet, bevor die Fördereinrichtung (127) das Ende des Einspritzhubes erreicht, und daß Einrichtungen (178, 182) zur Einleitung des Druckabbaues in dem Zufuhrkanal (142) zwischen dem Zeitpunkt, zu dem das Ventilelement (141) den Ventilsitz (143) erreicht und dem Zeitpunkt, zu dem die Fördereinrichtung (127) das Ende des Einspritzhubes erreicht,vorgesehen sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtungen zum Druckabbau einen mit dem Zufuhrkanal (142, 235, 314, 397) ver-

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fcundenen Überlaufkanal (178, 243, 293, 341, 423) umfassen, den die Fördereinrichtung (127, 238, 284, 313, 402) zu im wesentlichen derselben Zeit öffnet, zu der das Ventilelement (141, 251, 287, 316, 406) den Ventilsitz (143, 253, 305, 414) erreicht..

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß der Überlaufkanal (178, 243, 293) zu einer Niederdruckabflußverbindung (176, 240, .282, 398) führt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß der Abflußkanal (341) zu einer geschlossenen Kammer (343) führt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch .gekennzeichnet , daß die geschlossene Kammer (343) in einem Kolben (313) ausgebildet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (323) zur Verbindung der geschlossenen Kammer (343) mit einem Abfluß (322), während der Überlaufkanal (341, 342) geschlossen ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß der Überlaufkanal (178, 243, 293, 341, 423) in dem Einspritzerhauptteil ausgebildet .ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet , daß die Fördereinrichtung (127, 238, 284, 313, 402) in Eingriff mit dem Ventilelement (141, 251, 287, 316, 406) kommt und dieses gegen den Ventilsitz (143, 253, 305, 414) bewegt, bis der Strömungsquerschnitt zwischen dem Ventilelement und

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dem Ventilsitz! kleiner wird als der Strömungsquerschnitt der Zerstäubungsöffnungen (146, 254, 302, 338, 417) und sich zu diesem Zeitpunkt eine hydraulische Kraft auf das Ventilelement entwickelt, die dieses außer Eingriff mit der Fördereinrichtung und in Berührung mit dem Ventilsitz "bringt.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch g e k e η η -

• zeichnet, daß die Fördereinrichtung (127, 238, 284, 313, 402) mit dem Ventilelement (141, 251, 287, 316, 406) wieder in Eingriff kommt, nachdem das Ventilelement sich in seinen Sitz (143, 253, 305, 414) bewegt hat.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch eine weitere Einrichtung (153, 264, 291, 329, 404, 407) zwischen der Fördereinrichtung (127, 238, 284, 313, 402) und dem Ventilelement (141, 251, 287, 316, 406), die der Fördereinrichtung eine Weiterbewegung relativ zu dem Ventilelement erlaubt, nachdem sie mit dem Ventilelement wieder in Eingriff gekommen ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine erste Feder (156, 263, 288, 327) zur Verbindung des Hauptteils mit dem Ventilelement (141, 251, 287, 316), die das Ventilelement von dem Ventilsitz (143, 253, 305) weg gegen die Fördereinrichtung (127, 238, 284, 313) drückt, und eine zweite Feder (158, 262, 289, 328), die mit dem Ventilelement verbunden ist und in Eingriff mit der Fördereinrichtung während wenigstens eines Teils des Einspritzhubes steht, derart, daß die erste Feder das Ventilelement vor dem Einspritzhub von dem Ventilsitz entfernt hält, und die Fördereinrichtung das Ventilelement mittels der zweiten Feder während des Einspritzhubes auf

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den Ventilsitz zu bewegt.

20. Vorrichtung nach .Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet , daß die erste Feder (156, 263, 288, 327) das Ventilelement (141, 251, 287, 316) und die zweite Feder bewegt, und die zweite Feder vor dem Beginn des Einspritzhubes in Eingriff mit der Fördereinrichtung (127,,238, 284, 313) hält.

21. Vorrichtung nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch einen an dem Einspritzerhauptteil vorgesehenen Vorsprung (292) zur Begrenzung der durch die Kraft der ersten Feder (263) bewirkten Bewegung des Ventilelements (253).

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